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基于二阶轨迹灵敏度的暂态稳定约束最优潮流计算

作　者: 潮铸
导　师: 刘明波
学　校: 华南理工大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 最优潮流暂态稳定二阶轨迹灵敏度单机无穷大母线等值临界功角轨迹
分类号: TM744
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

暂态稳定约束最优潮流是保证电力系统安全稳定运行的重要手段,其本质是在满足电力系统运行暂态稳定性的前提下求得电力系统经济性的最优运行点。目前各国学者在该领域已经进行了大量的研究,但在计算效率和暂态稳定约束判据等方面仍需要进一步探索。本文针对现有基于轨迹灵敏度技术的暂态稳定约束潮流计算中存在的问题,根据暂态时域仿真得到的状态变量和代数变量轨迹计算出发电机功角对控制变量的一阶和二阶轨迹灵敏度,并利用一阶和二阶轨迹灵敏度更精确地描述发电机功角与所有发电机有功和无功出力之间的二阶泰勒展开表达式。此外,根据暂态时域仿真,将多机系统等值为单机无穷大母线系统,并根据该等值系统的临界功角轨迹建立严格的暂态稳定判据。据此可建立更为合理的暂态稳定约束最优潮流模型。通过对该模型的交替求解最终能寻找出满足暂态稳定约束的最优潮流解。以新英格兰10机39节点和UK20机100节点系统的仿真为例,验证了该方法能够有效地处理电力系统中各种复杂模型和多故障约束问题。并且将本文的计算结果与传统暂态稳定约束最优潮流问题的计算结果进行对比分析,证明所提方法具有一定的准确性和有效性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-13
  1.1 研究意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-11
  1.3 本文主要工作  11-13
第二章传统最优潮流计算  13-23
  2.1 概述  13
  2.2 最优潮流问题的数学模型及其算法  13-15
    2.2.1 数学模型  13-15
    2.2.2 计算方法  15
  2.3 内点法基本原理  15-20
    2.3.1 内点法的提出与发展  15-16
    2.3.2 基于扰动KKT 条件的原对偶内点算法  16-20
  2.4 算例结果  20-22
    2.4.1 新英格兰10 机39 节点系统  20-21
    2.4.2 UK-20 机100 节点系统  21-22
  2.5 本章小结  22-23
第三章暂态稳定计算与扩展等面积定则  23-44
  3.1 概述  23-24
  3.2 数学模型  24-30
    3.2.1 发电机模型  25-27
    3.2.2 励磁系统模型  27-30
  3.3 基于改进欧拉法和迭代解法的暂态稳定计算  30-33
  3.4 暂态稳定的判别方法  33-40
    3.4.1 单机无穷大母线等值  33-35
    3.4.2 扩展等面积定则  35-40
  3.5 算例结果  40-43
  3.6 本章小结  43-44
第四章轨迹灵敏度计算  44-56
  4.1 概述  44-45
  4.2 轨迹灵敏度初值计算  45-51
    4.2.1 一阶灵敏度初值  45-48
    4.2.2 二阶灵敏度初值  48-51
  4.3 轨迹灵敏度计算  51-55
    4.3.1 一阶轨迹灵敏度  52-53
    4.3.2 二阶轨迹灵敏度  53-55
  4.4 本章小结  55-56
第五章含暂态稳定约束的最优潮流计算  56-62
  5.1 概述  56
  5.2 TSCOPF 非线性规划模型  56-59
  5.3 多故障TSCOPF 非线性规划模型  59-61
  5.4 本章小结  61-62
第六章算例分析  62-73
  6.1 单故障TSCOPF 算例  62-69
    6.1.1 NE-39 节点系统  62-65
    6.1.2 UK-100 节点系统  65-69
  6.2 多故障TSCOPF 算例  69-72
    6.2.1 NE-39 节点系统  69-70
    6.2.2 UK-100 节点系统  70-72
  6.3 本章小结  72-73
结论  73-74
参考文献  74-77
附录  77-89
攻读硕士学位期间取得的研究成果  89-90
致谢  90

基于二阶轨迹灵敏度的暂态稳定约束最优潮流计算

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